Bản đồ cường độ theo USGSCơ chế sinh chấn động theo USGS. Các khu vực màu tối là khu vực bị nén, khu vực màu sáng là căng giãn, và hướng bắc phía trên. Các mũi tên thể hiện chuyển động dọc theo đứt gãy trượt bằng trái, mặt đứt gãy nằm dọc theo ranh giới chuyển tiếp từ màu tối sang màu sáng giữa hai mũi tên. Chuyển động này do mảng Caribe (phía nam ở dưới) chuyển đông về phía đông so với mảng Bắc Mỹ (phía bắc ở trên).

Trận động đất xảy ra trên đất liền vào lúc 16:53 UTC-5 ngày 12 tháng 1 năm 2010 cách Port-au-Prince khoảng 15 km về phía tây - tây nam ở độ sâu 10 kilômét (6,2 dặm)[5] trên hệ thống đứt gãy Enriquillo-Plantain Garden.[22] Rung động mạnh với cường độ cấp VII - IX theo thang đo Mercalli cải tiến (MM) đã được ghi nhận ở Port-au-Prince và các vùng ngoại ô. Nó cũng lan truyền đến các quốc gia và vùng lãnh thổ xung quanh như Cuba (MM III ở Guantánamo), Jamaica (MM II ở Kingston), Venezuela (MM II ở Caracas), Puerto Rico (MM II - III ở San Juan), và quốc gia giáp biên Cộng hòa Dominicana (MM III ở Santo Domingo).[2][23]

Chấn động xảy ra ở vùng lân cận ranh giới phía bắc giữa mảng Caribe chuyển động về phía đông với tốc độ tương đối khoảng 20 mm so với mảng Bắc Mỹ. Hệ thống đứt gãy trượt bằng trong khu vực có hai nhánh ở Haiti, đứt gãy Septentrional ở phía bắc và đứt gãy Enriquillo-Plaintain Garden ở phía nam; dữ liệu địa chấn cho thấy chấn động tháng 1 năm 2010 nằm trên đứt gãy Enriquillo-Plaintain Garden.[24] Các phân tích sơ bộ cho thấy rằng biên độ trượt của đứt gãy gần 4 m theo các số liệu chuyển động mặt đất được ghi nhận trên khắp thế giới.[25][26]

USGS đã ghi nhận sáu dư chấn trong 2 giờ sau trận động đất chính có độ lớn 5,9,[27] 5,5,[28] 5,1,[29] 4,8,[30] 4,5,[31] và 4,5.[32] Trong vòng 9 tiếng sau trận động đất chính có 26 dư chấn với độ lớn từ 4,2 trở lên đã được ghi nhận với 12 trong số đó có độ lớn từ 5 trở lên.[33]

Trung tâm cảnh báo sóng thần Thái Bình Dương đã đưa ra cảnh báo sóng thần sau chấn động,[34] nhưng đã hủy bỏ cảnh báo ngay sau đó.[35]

Vào lúc 11:03 UTC ngày 20 tháng 1, một dư chấn mạnh,[36] có độ lớn magnitude 5.9 Mw đã xảy ra tại Haiti.[37] Theo USGS, chấn tâm nằm cách Port-au-Prince 56 km về phía tây-tây nam,[38] bên dưới thành phố Petit-Goâve. Một nhân viên Liên Hiệp Quốc nói rằng dư chấn làm sụp đổ 7 tòa nhà ở Petit-Goâve.[39] Các nhân viên làm cho Quỹ bảo trợ trẻ em (Save the Children) nói họ nghe "các cấu trúc đã yếu đang sụp đổ"[36] nhưng không có thiệt hại về hạ tầng đáng kể ở Port-au-Prince. Ngoài ra, thương vọng được cho là rất ít do người dân đang ngủ ở ngoài các tòa nhà.[39]